CN110474596A - 一种三电平电机驱动器的控制方法、装置及电机控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供三电平电机驱动器的控制方法、装置及电机控制设备。其中，所述方法包括：在电机处于电动模式时，检测第一直流支撑电容C1的端电压U1和第二直流支撑电容C2的端电压U2；判断U1‑U2是否大于预设的控制阈值UM；当U1‑U2大于UM时，判断每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则切换为上半桥驱动；切换的过程中控制第二功率管和第三功率管导通；当U1‑U2不大于UM时，如果U1‑U2小于‑UM，判断每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则切换为下半桥驱动；切换的过程中控制第二和第三功率管导通。通过本方案可以提高三电平电机驱动器的通用性。

Description

一种三电平电机驱动器的控制方法、装置及电机控制设备
技术领域
本发明涉及三电平拓扑的电机驱动技术领域，特别是涉及一种三电平电机驱动器的控制方法、装置及电机控制设备。
背景技术
现有的电机控制系统通常包括电机控制设备、三电平电机驱动器和电机，三电平电机驱动器包括逆变电路。电机控制设备通过向逆变电路的功率管(如MOSFET、IGBT等)发送控制信号，控制电机工作。
目前，常用的三电平电机驱动器的控制方法为正弦脉宽调制(SPWM，SinusoidalPulSe Width Modulation)和空间矢量脉宽调制(SVPWM，Space Vector Pulse WidthModulation)。由于采用现有三电平电机驱动器的控制方法时，逆变电路的直流母线电压为±Udc、±Udc/2和0五种电平，因此，电机的额定电压必须等于或大于三电平电机驱动器的输入直流母线最大电压±Udc，才能正常工作。换言之，现有三电平电机驱动器的控制方法使得三电平电机驱动器不能适用于额定电压小于三电平电机驱动器输入直流母线最大电压±Udc的电机，导致三电平电机驱动器能够适用的电机范围较窄，通用性低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种三电平电机驱动器的控制方法、装置、电机控制设备及存储介质，以提高三电平电机驱动器的通用性。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种三电平电机驱动器的控制方法，应用于电机控制设备，所述电机控制设备用于实现对三电平电机驱动器的中点钳位式逆变电路的控制；所述逆变电路的每个单相桥臂上串联四个功率管，从所述逆变电路的直流正极到直流负极依次记为第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管；所述逆变电路的上半桥所对应的直流支撑电容记为第一直流支撑电容C1，下半桥所对应的直流支撑电容记为第二直流支撑电容C2；
所述方法包括：
在电机处于电动模式时，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为上半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述上半桥驱动是指控制所述第二功率管导通，所述第一功率管按照正弦脉宽调制SPWM调制或空间矢量脉宽调制SVPWM调制；
当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为下半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述下半桥驱动是指控制所述第三功率管导通，所述第四功率管按照所述SPWM调制或所述SVPWM调制。
可选地，所述控制阈值UM的取值范围为0～0.01Udc，其中Udc为所述逆变电路中直流母线的电压值。
可选地，所述当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动的步骤，包括：当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为上半桥驱动。
可选地，所述当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动的步骤，包括：当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为下半桥驱动。
可选地，所述方法还包括：
在电机处于发电模式下，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为下半桥驱动；
当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为上半桥驱动。
第二方面，本发明实施例还提供了一种三电平电机驱动器的控制装置，应用于电机控制设备，所述电机控制设备用于实现对三电平电机驱动器的中点钳位式逆变电路的控制；所述逆变电路的每个单相桥臂上串联四个功率管，从所述逆变电路的直流正极到直流负极依次记为第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管；所述逆变电路的上半桥所对应的直流支撑电容记为第一直流支撑电容C1，下半桥所对应的直流支撑电容记为第二直流支撑电容C2；所述控制装置包括：
电动检测模块，用于在电机处于电动模式时，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
电动判断模块，用于判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
第一电动切换模块，用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为上半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述上半桥驱动是指控制所述第二功率管导通，所述第一功率管按照正弦脉宽调制SPWM调制或空间矢量脉宽调制SVPWM调制；
第二电动切换模块，用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为下半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述下半桥驱动是指控制所述第三功率管导通，所述第四功率管按照所述SPWM调制或所述SVPWM调制。
可选地，所述第一电动切换模块具体用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为上半桥驱动。
可选地，所述第二电动切换模块具体用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为下半桥驱动。
可选地，所述控制装置还包括：
发电检测模块，用于在电机处于发电模式下，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
发电判断模块，用于判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
第一发电切换模块，用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为下半桥驱动；
第二发电切换模块，用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为上半桥驱动。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电机控制设备，所述电机控制设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面所述的方法步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述第一方面所述的方法步骤。
本发明实施例所提供的控制方法，能够在三电平电机驱动器的中点钳位式逆变电路的中性点电压平衡条件下，使逆变电路实现两电平降压驱动；即三电平电机驱动器的输入电压保持不变，控制三电平电机驱动器以两电平的方式输出以驱动电机，输出电压的脉冲峰值为直流母线电压的1/2。这种两电平降压驱动致使三电平电机驱动器可以驱动额定电压不低于直流母线电压1/2的电机，增强了三电平电机驱动器的通用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的三电平电机驱动器的控制方法的一种流程图；
图2为本发明实施例所提供的三电平电机驱动器的控制方法的另一种流程图；
图3为本发明实施例所提供的三电平电机驱动器的控制装置的一种结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的三电平电机驱动器的控制装置的另一种结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的电机控制设备的结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的三电平中点钳位式电路的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了提高三电平电机驱动器的通用性，本发明实施例提供一种三电平电机驱动器的控制方法、装置、电机控制设备及存储介质。
下面首先对本发明实施例所提供的一种三电平电机驱动器的控制方法进行介绍。
本发明实施例所提供的一种三电平电机驱动器的控制方法，应用于电机控制设备。所述电机控制设备用于实现对三电平电机驱动器的中点钳位式逆变电路(以下简称逆变电路)的控制。参见图6，所述逆变电路的上半桥所对应的直流支撑电容记为第一直流支撑电容C1，下半桥所对应的直流支撑电容记为第二直流支撑电容C2。所述逆变电路的每个单相桥臂上串联四个功率管，从所述逆变电路的直流正极到直流负极依次记为第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管；每个功率管都反并联了一个二极管，每个单相桥臂的上半桥臂和下半桥臂上两个功率管的中点通过钳位二极管和直流侧电容的中点相连接。以a相桥臂为例，a相桥臂上从直流正极到直流负极串联的第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，四个功率管分别相应记为Sa1、Sa2、Sa3、Sa4。a相桥臂的上下两个桥臂分别通过钳位二极管D1、D2与O点相连接。Sa1与Sa3，Sa2与Sa4信号互补；当Sa2、Sa1均导通时，输出电压为+Udc；当Sa2导通、Sa1关闭时，输出的电压为中性点电压。同理，当Sa3，Sa4均导通时，输出电压为﹣Udc；当Sa3导通，Sa4关闭时输出的电压为中性点电压。b相桥臂、c相桥臂与a相桥臂结构相同，b相桥臂的器件Sb1、Sb2、Sb3、Sb4、D3、D4以及c相桥臂的器件Sc1、Sc2、Sc3、Sc4、D5、D6与a相桥臂的器件参数含义类似，在此不再赘述。
如图1所示，所述方法可以包括如下步骤：
S101，在电机处于电动模式时，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
其中，电动模式是指逆变电路的电力变换为逆变，即直流变交流。
S102，判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
其中，控制阈值UM的取值范围可以为0～0.01Udc，其中Udc为逆变电路中直流母线的电压值。
需要说明的是，中点钳位式逆变电路有正电压、中性点电压和负电压三种电压。为了提高三电平电机驱动器的通用性，将三电平电机驱动器的逆变电路的三电平拓扑理解为两个两电平拓扑的叠加，即将逆变电路的正电压与中性点电压之间作为两电平，中性点与负电压之间作为两电平，从而实现两个两电平拓扑的控制。而为了实现两个两电平拓扑的控制，需要立足于逆变电路中性点电压平衡这一前提条件。
但是逆变电路的三电平拓扑结构存在中点电位不平衡的固有问题，现有技术无法克服。该固有问题具体而言，在电机电动模式下，直流母线供电；如果第一直流支撑电容C1能量的持续输出，会导致U1电压持续下降，U2电压持续上升，导致中点电位发生不平衡现象；而如果第二直流支撑电容C2能量的持续输出，会导致U2电压持续下降，U1电压持续上升，同样会导致中点电位发生不平衡现象。
因此，本发明实施例为了保证U1与U2之间接近相等，设置了控制阈值UM，这样便可以通过后续S103-S104步骤，使U1与U2的电压差控制在一定范围内，可近似实现U1与U2相等，实现中性点电压平衡，满足前述前提条件。
S103，当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为上半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；
需要说明的是，由于切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通，逆变电路会输出零电平以消除切换过程中可能产生的高压脉冲，避免了高压脉冲对电机的绝缘伤害。
其中，所述上半桥驱动是指控制所述第二功率管导通，所述第一功率管按照正弦脉宽调制SPWM调制或空间矢量脉宽调制SVPWM调制；对于a相桥臂而言，即控制Sa2导通，Sa1进行SPWM调制或SVPWM调制，实现上半部分两电平输出。其中，SVPWM调制通过矢量旋转电压矢量在不同的矢量区域中分解来计算占空比，实现目标旋转矢量；而SPWM调制是通过调制波与载波的对比，从而得出占空比来控制开关管的动作，以实现目标调制波。
可选地，当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，可以通过读取工作状态标志位，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动。
S104，当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为下半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；
其中，所述下半桥驱动是指控制所述第三功率管导通，所述第四功率管按照所述SPWM调制或所述SVPWM调制。对于a相桥臂而言，即控制Sa3导通，Sa4进行SPWM调制或SVPWM调制，实现下半部分两电平输出。
可选地，当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，可以通过读取工作状态标志位，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动。
可以理解的是，上述工作状态标志位可以按照实际需求进行自定义。可选的定义方式，例如：当工作状态标志位为1，当前工作状态为上半桥驱动；当工作状态标志位为0，当前工作状态为下半桥驱动。当然，也可以采用其他类似方式自行设置。当然，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动或下半桥驱动，并不限于采用状态标志位的方式，也可以采用其他多种现有方式，实现对每个单相桥臂的当前工作状态进行判断。
需要说明的是，在上述电机电动模式下，如果在上半桥驱动输出上半部两电平与下半桥驱动输出下半部分两电平时硬性切换，则输出的脉冲最大电压可能出现±Udc。也就是说，硬性切换会在切换的过程产生最大电压为±Udc的脉冲；而高压脉冲会对电机造成绝缘伤害，这对于耐压较低的电机是不允许的。因此，针对切换过程中的电压脉冲突变的问题，本发明方法实施例通过在切换时控制开关管输出零电平解决了该问题。具体而言，在电机处于电动模式时，通过控制第二功率管和第三功率管导通，使逆变电路输出零电平以消除高压脉冲，避免了高压脉冲对电机的绝缘伤害。
为了方便对本发明实施例方案的理解，提供表1对本发明对电动模式的控制过程进行说明。
表1
参照表1可知，在电机电动模式下本发明实施例对电动模式的控制过程的简单描述如下：
当U1-U2>UM时，使用上半桥驱动输出上半部分两电平，这时U1电压持续下降，U2持续升高；
当U1-U2<-UM时，切换到上半桥驱动输出下半部分两电平；直到U1-U2>UM时，再切换到上半桥驱动输出上半部分两电平，如此往复。切换的过程中控制逆变电路输出0电平。
本发明实施例所提供的控制方法，对三电平电机驱动器输出电压在正电压与中性点电压之间切换，使电压压差为1/2正负电压；对三电平电机驱动器输出电压在中性点电压与负电压之间切换，使电压压差也为1/2正负电压；能够在三电平电机驱动器逆变电路的中性点电压平衡条件下，使逆变电路实现两电平降压驱动；即三电平电机驱动器的输入电压保持不变，使三电平电机驱动器以两电平的方式输出以驱动电机，输出电压的脉冲峰值为直流母线电压的1/2。这种两电平降压驱动致使三电平电机驱动器可以驱动额定电压为直流母线电压1/2的电机，增强了三电平电机驱动器的通用性。
并且本发明实施例方法也可以满足在特殊情况下对三电平电机驱动器的需求。例如，在相同功率需求下，可提高逆变电路直流母线电压，以降低直流母线电流，从而降低直流供电线缆损耗；但是伴随直流母线电压的升高，电机的额定电压也需随之提高，这样便会使得具有特定额定电压的电机(如无人机)无法正常使用，增加了特定额定电压电机的设计难度或采购成本。而本发明实施例方法在提高逆变电路直流母线电压的情况下，既能减小直流供电线缆的损耗，又能满足原来无法承受升高后电压的特定电机继续使用，不会增加电机的设计难度或采购成本。
当电机作为发电机使用，或者电机由电动运行状态快速停止时，都会工作在发电模式。在这些情况下，发电模式无法避免，而上述电动模式的控制方法将无法使用。如果进入发电状态下仍然使用电动模式的控制方法，会造成系统不可控、设备损坏等后果，因此需要相应的控制方法。基于该种处理思路，本发明实施例所提供的另一种三电平电机驱动器的控制方法，应用于电机控制设备。参见图2，所述方法在包括上述发明实施例中S101-S104步骤的情形下，还可以包括如下步骤：
S201，在电机处于发电模式下，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
其中，发电模式是指逆变电路的电力变换为整流，即交流变直流。
S202，判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
其中，控制阈值UM的取值范围可以为0～0.01Udc，其中Udc为逆变电路中直流母线的电压值。
需要说明的是，由于逆变电路的三电平拓扑结构存在中点电位不平衡的固有问题，现有技术无法克服。该固有问题具体而言，在发电模式(整流：交流变直流)下，电机发电：如果第一直流支撑电容C1的能量持续输入，导致U1电压持续上升，U2电压持续下降，导致中点电位发生不平衡现象；而如果第二直流支撑电容C2的能量持续输入，导致U2电压持续上升，U1电压持续下降，同样会导致中点电位发生不平衡现象。
因此，本发明实施例为了保证U1与U2之间接近相等，设置了阈值UM，便可以通过后续S203-S204步骤，使U1与U2的电压差控制在一定范围内，可近似实现U1与U2相等，实现中性点电压平衡。
S203，当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为下半桥驱动；
其中，下半桥驱动的含义与上述方法实施例中的下半桥驱动含义相同，在此不再赘述。
S204，当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为上半桥驱动。
其中，上半桥驱动的含义与上述方法实施例中的上半桥驱动含义相同，在此不再赘述。
需要说明的是，对于电机发电模式而言，只要调制波一致，逆变电路上半桥驱动的上半部分两电平输出与下半桥驱动的下半部分两电平输出是一样的，上下部分自由切换不会影响输出特性。换句话说，发电模式下的切换过程中，不会产生电压为±Udc的高压脉冲，因此没有采用上述实施例在切换过程中控制第二功率管和第三功率管导通，使逆变电路输出零电平的方式。
在发电模式下，本发明实施例对发电模式的控制过程的简单描述如下：
当U1-U2>UM时，通过下半部分两电平的下半桥驱动输入，这时U1电压持续下降，U2持续升高；
当U1-U2<-UM时，切换到上半部分两电平的上半桥驱动输入，直到U1-U2>UM时，再切换到下半部分两电平的下半桥驱动输入，如此往复。
对于电动模式与发电模式这两种相对的工作模式，采用本发明实施例所述电动模式下的控制方法和发电模式下的控制方法，可使电动模式顺利切入发电模式；可以使电机作为发电机时进行能量回馈，或者电机在电动模式运行时快速停止进入静止状态。避免了在发电模式时，仍采用电动模式的控制方法可能造成系统不可控、设备损坏等情况发生。
如图3所示，相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种三电平电机驱动器的控制装置，应用于电机控制设备，所述电机控制设备用于实现对三电平电机驱动器的中点钳位式逆变电路的控制；所述逆变电路的每个单相桥臂上串联四个功率管，从所述逆变电路的直流正极到直流负极依次记为第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管；所述逆变电路的上半桥所对应的直流支撑电容记为第一直流支撑电容C1，下半桥所对应的直流支撑电容记为第二直流支撑电容C2；所述控制装置包括：
电动检测模块301，用于在电机处于电动模式时，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
电动判断模块302，用于判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
第一电动切换模块303，用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为上半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述上半桥驱动是指控制所述第二功率管导通，所述第一功率管按照正弦脉宽调制SPWM调制或空间矢量脉宽调制SVPWM调制；
第二电动切换模块304，用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为下半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述下半桥驱动是指控制所述第三功率管导通，所述第四功率管按照所述SPWM调制或所述SVPWM调制。
可选地，所述控制阈值UM的取值范围为0～0.01Udc，其中Udc为所述逆变电路中直流母线的电压值。
可选地，所述第一电动切换模块303具体用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为上半桥驱动。
可选地，所述第二电动切换模块304具体用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为下半桥驱动。
如图4所示，可选地，所述控制装置还可以包括：
发电检测模块401，用于在电机处于发电模式下，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
发电判断模块402，用于判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
第一发电切换模块403，用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为下半桥驱动；
第二发电切换模块404，用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为上半桥驱动。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种电机控制设备，如图5所示，所述电机控制设备包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501、通信接口502、存储器503通过通信总线504完成相互间的通信；
存储器503，用于存放计算机程序；
处理器501，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本发明实施例所提供的三电平电机驱动器的控制方法。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明实施例所提供的三电平电机驱动器的控制方法。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种三电平电机驱动器的控制方法，应用于电机控制设备，所述电机控制设备用于实现对三电平电机驱动器的中点钳位式逆变电路的控制；所述逆变电路的每个单相桥臂上串联四个功率管，从所述逆变电路的直流正极到直流负极依次记为第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管；所述逆变电路的上半桥所对应的直流支撑电容记为第一直流支撑电容C1，下半桥所对应的直流支撑电容记为第二直流支撑电容C2；
其特征在于，所述方法包括：
在电机处于电动模式时，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为上半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述上半桥驱动是指控制所述第二功率管导通，所述第一功率管按照正弦脉宽调制SPWM调制或空间矢量脉宽调制SVPWM调制；
当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为下半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述下半桥驱动是指控制所述第三功率管导通，所述第四功率管按照所述SPWM调制或所述SVPWM调制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述控制阈值UM的取值范围为0～0.01Udc，其中Udc为所述逆变电路中直流母线的电压值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动的步骤，包括：当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为上半桥驱动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动的步骤，包括：当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为下半桥驱动。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在电机处于发电模式下，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为下半桥驱动；
当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为上半桥驱动。
6.一种三电平电机驱动器的控制装置，应用于电机控制设备，所述电机控制设备用于实现对三电平电机驱动器的中点钳位式逆变电路的控制；所述逆变电路的每个单相桥臂上串联四个功率管，从所述逆变电路的直流正极到直流负极依次记为第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管；所述逆变电路的上半桥所对应的直流支撑电容记为第一直流支撑电容C1，下半桥所对应的直流支撑电容记为第二直流支撑电容C2；其特征在于，所述控制装置包括：
电动检测模块，用于在电机处于电动模式时，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
电动判断模块，用于判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
第一电动切换模块，用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为上半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述上半桥驱动是指控制所述第二功率管导通，所述第一功率管按照正弦脉宽调制SPWM调制或空间矢量脉宽调制SVPWM调制；
第二电动切换模块，用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的工作状态切换为下半桥驱动；切换的过程中控制所述第二功率管和所述第三功率管导通；其中，所述下半桥驱动是指控制所述第三功率管导通，所述第四功率管按照所述SPWM调制或所述SVPWM调制。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第一电动切换模块具体用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为上半桥驱动。
8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第二电动切换模块具体用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，通过读取工作状态标志位判断当前工作状态是否为下半桥驱动。
9.根据权利要求6至8任一所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：
发电检测模块，用于在电机处于发电模式下，检测所述第一直流支撑电容C1的端电压U1和所述第二直流支撑电容C2的端电压U2；
发电判断模块，用于判断U1-U2是否大于预设的控制阈值UM；
第一发电切换模块，用于当U1-U2大于预设的控制阈值UM时，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为下半桥驱动；如果不是下半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为下半桥驱动；
第二发电切换模块，用于当U1-U2不大于预设的控制阈值UM时，如果U1-U2小于-UM，判断所述每个单相桥臂的当前工作状态是否为上半桥驱动；如果不是上半桥驱动，则将所述每个单相桥臂的当前工作状态切换为上半桥驱动。
10.一种电机控制设备，其特征在于，所述电机控制设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1至5任一项所述的方法步骤。
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